Amikor a nyomás átírja a rák kódját: a szöveti nyomás ellenállóbbá teszi a rákos sejteket
Fiziki terhelésre a „beszorított” tumorsejtek drámai változáson mennek keresztül: nem a gyors osztódásra koncentrálnak, hanem egy inváziós programot indítanak el.
A legfrissebb kutatások szerint a környező szövetek mechanikai nyomása nemcsak passzív körülmény, hanem aktív alakítója a rákos sejtek viselkedésének. A fizikai terhelés olyan epigenetikai változásokat indíthat el, amelyek nem a sejtek féktelen szaporodását ösztönzik, hanem invazívabbá és a terápiákkal szemben ellenállóbbá teszik őket.
Másképp fogalmazva: a tumor nem pusztán belülről, saját genetikai hibáin keresztül változik, hanem kívülről is, a nyomás hatására. A sejtek a megszokott növekedési program helyett egy „túlélő üzemmódra” váltanak, amely elősegíti a szervezetben való szétterjedést.
Új kutatások szerint a környező szövetek fizikai nyomása rejtett epigenetikai változásokat válthat ki a rákos sejtekben, így azok kevésbé a növekedésre, hanem invazívabbak és ellenállóbbak lesznek.
A rákos sejtek köztudottan alkalmazkodóképesek, képesek megváltoztatni jellemzőiket, ahogy a szervezetben terjednek
Ezen eltolódások közül sok epigenetikai változásokból ered, amelyek a DNS szerveződését és expresszióját befolyásolják, nem pedig magát a genetikai kódot. Mivel ezek a változások visszafordíthatók, és be- és kikapcsolhatók, különösen nehéz őket megcélozni a rákterápiákban.
Hagyományosan úgy vélték, hogy az epigenetikai változások főként a sejten belüli folyamatokból erednek, mint például a DNS és a hozzá kapcsolódó hisztonfehérjék kémiai jelölése, beleértve a hiszton-metilációt vagy a DNS-acetilációt. Azonban egy új, a Nature folyóiratban megjelent , Richard White (Ludwig Oxford) és Miranda Hunter (Memorial Sloan Kettering Cancer Center) által vezetett tanulmány kimutatta, hogy a rákos sejteket körülvevő fizikai körülmények is erőteljes kiváltói az epigenetikai változásoknak.
A HMGB2 fehérje kulcsszerepe
Egy melanoma zebrahal-modellel dolgozva White, Hunter és munkatársaik azt figyelték meg, hogy a „beszorított” tumorsejtek drámai változáson mennek keresztül. Nem a gyors osztódásra koncentrálnak, hanem egy inváziós programot indítanak el, amely felkészíti őket a környező szövetek közötti vándorlásra.
Ennek központi szereplője a HMGB2 nevű fehérje, amely képes meghajlítani a DNS-t, és újraszervezni annak csomagolását. Amikor a sejtek nyomás alá kerülnek, a HMGB2 aktívan átrendezi a kromatin szerkezetét, hozzáférhetővé téve azokat a genomrégiókat, amelyek az invázióhoz és a gyógyszerrezisztenciához kapcsolódnak. Így a sejtek ugyan kevésbé szaporodnak, de sokkal nehezebben pusztíthatók el.
A sejtek páncélja
A kutatás egy másik meglepő jelenségre is rávilágított. A melanomasejtek úgy védekeznek a fizikai nyomással szemben, hogy átalakítják belső vázukat, és egy ketrecszerű szerkezetet hoznak létre a sejtmag körül. Ebben kulcsszerepet játszik a LINC komplex, amely molekuláris hídként kapcsolja össze a sejtvázat a sejtmag burkával. Ez a páncélzat megóvja a sejtmagot a sérülésektől és a DNS károsodásától, lehetővé téve a sejt számára, hogy túlélje a szoros környezet adta stresszt.
Richard White így fogalmazott:
A rákos sejtek rendkívül rugalmasak, és gyorsan képesek váltani különböző állapotok között, attól függően, milyen jeleket kapnak környezetüktől. A mi tanulmányunk bebizonyította, hogy a mechanikai erők is ilyen jelek, amelyek akár rezisztens, invazív fenotípusba is átállíthatják a daganatot.
Mit jelent mindez a terápiák számára?
A felfedezés egyik legfontosabb üzenete, hogy a daganatok nem kizárólag genetikai vagy biokémiai szinten változnak, hanem a fizikai mikro-környezet is erőteljesen befolyásolja őket. Ez azért jelent kihívást, mert a jelenlegi terápiák elsősorban a gyorsan osztódó sejtek ellen hatékonyak. Ha azonban a tumor egy nyomás által kiváltott, invazív állapotba kerül, könnyen kikerülheti a kezelés hatókörét.
A kutatók szerint, ha sikerül pontosan feltérképezni a HMGB2 és más hasonló tényezők szerepét, a jövőben olyan célzott terápiák is születhetnek, amelyek képesek megelőzni vagy akár visszafordítani ezt az átalakulást.
A tumor „beszélget” a környezetével
Összességében a tanulmány azt mutatja, hogy a rák nem egy önmagában működő folyamat. A daganat a környező szövetekkel folyamatos kölcsönhatásban áll, és a fizikai jelek legalább olyan erőteljesen formálják a sejtek sorsát, mint a kémiai jelzések. A nyomás tehát nem pusztán elnyom, hanem átírhatja a rákos sejtek programját – és ez a felismerés új kapukat nyithat meg a daganatellenes kezelésekben.
A felfedezés gyakorlati haszna
A most ismertetett felfedezés nemcsak tudományos érdekesség, hanem számos gyakorlati következménnyel is bír. Az, hogy a daganat környezete ilyen mértékben képes átírni a sejtek működését, felhívja a figyelmet a rákterápiák összetettségére. A kezelések eddig jórészt a genetikai hibák vagy a sejtosztódás gyorsaságának befolyásolására összpontosítottak. Ha azonban a sejtek egy másik állapotba váltanak, például invazív fenotípusba, a klasszikus gyógyszerek gyakran hatástalanná válhatnak.
Ezért egyre nagyobb hangsúly kerül a tumor mikrokörnyezetének célzására. Ide tartoznak a daganatot körülvevő kötőszövetek, az immunsejtek, a vérerek, valamint most már a fizikai erők is. A kutatás rávilágít arra, hogy a rák biológiáját sokkal szélesebb összefüggésrendszerben kell vizsgálni, nem csupán a daganat belső hibáit figyelve.
Fontos kiemelni, hogy az epigenetikai változások visszafordíthatók. Ez óriási lehetőséget kínál a jövő terápiáinak: ha sikerül olyan gyógyszereket kifejleszteni, amelyek célzottan befolyásolják ezeket a változásokat, akkor talán megakadályozható a sejtek invazív átalakulása. Már léteznek is úgynevezett epigenetikai gyógyszerek, például hiszton-deacetiláz gátlók, amelyeket bizonyos leukémiák kezelésében alkalmaznak. Az új eredmények alapján elképzelhető, hogy hasonló elven működő készítmények más daganatokban is sikerrel járhatnak.
További érdekes vonal a mechanikai erők mérséklése. Elképzelhető, hogy ha a tumort körülvevő szövetek merevségét vagy nyomását gyógyszeresen, esetleg sebészeti úton befolyásolni lehet, akkor megakadályozható az invazív program beindulása. Klinikai kutatások már vizsgálják, hogyan változtatják meg a tumor környezetének tulajdonságait például a kötőszöveti enzimek gátlói.
Az is egyre nyilvánvalóbb, hogy a daganatok „kommunikálnak” az immunrendszerrel, és a fizikai stressz ezen a kapcsolaton keresztül is befolyásolhatja a terápiás válaszokat. Ha a rákos sejtek nyomás hatására átalakulnak, az immunrendszer nehezebben ismeri fel őket. Ez arra utal, hogy az immunterápiák hatékonysága szorosan összefügghet a tumor fizikai környezetével.
A rák kezelésében nincs egyetlen csodafegyver
A betegség túléléséhez több tényezőt kell egyszerre figyelembe venni: a genetikai hibákat, az epigenetikai változásokat, a környező szövetek állapotát és immár a mechanikai erőket is. A tudományos áttörések abban adnak reményt, hogy egyre pontosabban értjük meg a daganat működését, és ennek alapján hatékonyabb, személyre szabott terápiákat dolgozhatunk ki a jövőben.
Hideg és forró tumorok: ettől függhet az immunterápiás rákkezelés hatásossága!
Kövesse az Egészségkalauz cikkeit a Google Hírek-ben, a Facebook-on, az Instagramon vagy a X-en,Tiktok-on is!
